Gerät zur Prüfung der Vigilanz durch Ermittlung der Verschmelzungsfrequenz und Verwendung desselben
Es ist bekannt, dass die sogenannte Verschmelzungsfrequenz, d. h. die Frequenz sukkessiv gebotener Lichtreize, die die Wahrnehmung eines nicht unterbrochenen Lichtes erzeugt, ein Mass für den Allgemeinzustand, insbesondere die Reaktionsfähigkeit oder allgemein gesprochen die Vigilanz eines Menschen darstellt. Diese Erkenntnis hat bisher allgemein nur wissenschaftliche Bedeutung erlangt, d. h. auf dieser Erkenntnis fussende Geräte zur Prüfung der Vigilanz wurden nur zu wissenschaftlichen Untersuchungen eingesetzt und auch für solche konzipiert. Die Geräte weisen im allgemeinen einen Wechselspannungsgenerator einstellbarer Frequenz und eine mit der eingestellten Generatorfrequenz flimmernde Leuchtanzeige auf.
Durch Einstellen der Generatorfrequenz wird sodann festgestellt, bei welcher Frequenz für das untersuchte Individuum die Verschmelzung stattfindet und aus der dabei erreichten Frequenz wird auf die Vigilanz geschlossen. Diese Untersuchung erfolgt bei konstanter Helligkeit der Leuchtanzeige. Normalerweise sind jedoch auch Mittel zur Veränderung der Helligkeit vorhanden, damit auch die Abhängigkeit der Verschmelzungsfrequenz von der Intensität untersucht werden kann.
Solche für wissenschaftliche Untersuchungen konzipierte Geräte eignen sich für einen allgemeinen praktischen Einsatz kaum. Auch die einfachsten Untersuchungen, z.B. die Ermittlung der Verschmelzungsfrequenz bei einer bestimmten Helligkeit der Leuchtanzeige erfordert ziemlich viel Zeit in der Grössenordnung von Minuten. Es wäre jedoch sehr erwünscht, ein Gerät zur Prüfung der Vigilanz auf der an sich bekannten theoretischen Grundlage, beispielsweise zur Über- prüfung der Fahrtüchtigkeit von Fahrzeuglenkern oder ganz allgemein zur Überprüfung der Eignung von Personen, die sich einer besonderen Gefahr aussetzen oder eine besondere Verantwortung übernehmen, heranzuziehen. Ein Ziel vorliegener Erfindung besteht darin, solche Geräte zu schaffen, die einfach zu bedienen sind und schnell eine Überprüfung des augenblicklichen Zustands von Personen erlauben.
Ein weiteres Ziel besteht auch darin, die wissenschaftliche Vigilanzprüfung zu vereinfachen.
Das erfindungsgemässe Gerät zur Prüfung der Vigilanz durch Ermittlung der Verschmelzungsfrequenz ist gekennzeichnet durch mehrere, gleichzeitig wirksame Leuchtanzeigen, von welchen mindestens eine periodisch schwankene Helligkeit aufweist, sowie durch Mittel zur Einstellung einer beliebigen, im Verschmelzungsfrequenzbereich liegenden Frequenz der Helligkeitsschwankung. Im Falle eines einfachen Prüfungsgerätes, beispielsweise für Fahrzeuglenker, kann neben einer beliebigen Anzahl kontinuierlich beleuchteter Anzeigen oder kontinuierlich erscheinenden Anzeigen, eine einzige Leuchtanzeige vorhanden sein, deren Helligkeitsschwankungen auf eine individuell ermittelte untere Grenzverschmelzungsfrequenz eingestellt ist, für welche die betreffende Person noch über genügende Vigilanz, beispielsweise zum Führen eines Automobils, verfügt.
Es genügt in diesem Falle, aus der Anzahl vorhandener Leuchtanzeigen herauszufinden, welche Leuchtanzeige flimmert, um die Prüfung zu bestehen. Gemäss einer bevorzugten, erfindungsgemässen Verwendung des Gerätes, sind den Leuchtanzeigen Handschalter zugeordnet, die in einer Überwachungsschaltung liegen, die bei Fehlschaltung den Startstromkreis eines Fahrzeugs unterbricht bzw. offen hält. So ist es sehr einfach, eine rasche Kontrolle der persönlichen Vigilanz mit einer automatischen Überwachung eines Startstromkreises zu verbinden und damit eine wirksame Kontrolle der Fahrtüchtigkeit zu ermöglichen.
Die Anordnung einer Vielzahl von Leuchtanzeigen bietet anderseits auch die Möglichkeit, eine Reihe von Leuchtanzeigen in bezug auf die Frequenz bei geeignet vorgewählter Helligkeit oder in bezug auf die Helligkeit bei geeignet vorgewählter Frequenz abzustufen bzw. in zweidimensionaler Ausführung ein Raster von Leuchtanzeigen in einer Koordinaten-Richtung in bezug auf die Frequenz und in der andern Koordinaten-Richtung in bezug auf die Hellig- keit abzustufen,womit die Aufnahme von Diagrammen über die Abhängigkeit der Verschmelzungsfrequenz von der Helligkeit der Leuchtanzeige stark vereinfacht wird.
Solche Geräte können mit Vorteil zur raschen Bestimmung der persönlichen Verschmelzungsfrequenz von Personen verwendet werden, die sich ein einfaches Prüfgerät der oben erwähnten Art, beispielsweise für ihr Automobil, beschaffen wollen oder müssen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Prüfgerätes anhand der Zeichnung näher erläutert, welche das Schaltschema zeigt. Das Gerät weist eine Reihe von Leuchtanzeigen 1-7 auf. Diese Anzahl ist willkürlich gewählt und kann beliebig höher oder niedriger sein. Jeder Leuchtanzeige ist eine Schalttaste la-7a zugeordnet, die zur Betätigung eines Einschalters 1S7b dient. Die Einschalter lb-7b sind in an sich bekannter Weise derart verriegelt, dass immer nur einer dieser Schalter gleichzeitig eingeschaltet werden kann, das heisst jeder früher eingeschaltete Schalter wird in die dargestellte Ruhelage ausgeworfen, wenn ein anderer Schalter eingeschaltet wird. Jeder Leuchtanzeige ist ferner ein Umschalter lc-7c zugeordnet.
In der für die Umschalter 1c und 3c-7c dargestellten Ruhelage liegen die Umschalter lc-7c in Serie in einem Zündstromkreis 8 eines Automobils. Die Einschaltung dieses Zündstromkreises 8 erfolgt in der üblichen Weise durch das schematisch angedeutete Zündschloss bzw.
den üblichen Zündschalter 9.
Eine der Leuchtanzeigen 1-7, im vorliegenden Falle die Leuchtanzeige 2, wird von einem Generator gespeist, welcher mit einer einstellbaren Frequenz im praktisch vorkonnmenden Verschmelzungsfrequenzbereich von beispielsweise 20-80 Hertz schwingen kann.
Solche Anzeigen werden in der folgenden Beschreibung als flimmernde Anzeigen bezeichnet, unabhängig davon, ob sie im besonderen Falle als flimmernd empfunden werden oder nicht. Die Leuchtanzeige 2 flimmert somit, was in der Zeichnung durch eine kreuzweise Schraffung angedeutet ist. Alle übrigen Leuchtanzeigen sind mit Gleichstrom betrieben und flimmern somit nicht. Die Frequenz der Leuchtanzeige 2 ist auf die oben erwähnte untere Grenzverschmelzungsfrequenz der Person, welcher das Prüfgerät zugeordnet ist, eingestellt, d. h. diese Person wird ein Flimmern der Leuchtanzeige 2 noch eindeutig feststellen können, solange ihre Vigilanz für eine bestimmte Tätigkeit, im vorliegenden Falle das Führen des Automobils, noch ausreicht.
Der der flimmernden Leuchtanzeige 2 zugeordnete Umschalter 2c befindet sich nicht im Ruhezustand, sondern im dargestellten Bereitsschaftszustand, in welchem er den Zündstromkreis 8 unterbricht. Er steht in diesem Falle in Verbindung mit dem Einschalter 2b der Einheit 2 und bereitet in dieser Weise einen Stromkreis vor, der durch Betätigung des Einschalters 2b geschlossen werden kann.
Im Startstromkreis 8 liegt ein Schalter 10, der mittels einer Schalttaste 10' eingeschaltet werden kann.
Parallel zum Schalter 10 liegt ein Schalter 11 mit einer Selbsthaltewicldung 12 im Schalterstromkreis. Mit dem Schalter 10 wird ein Schalter 13 betätigt, der im Stromkreis einer nicht dargestellten elektronischen Verzögerungsschaltung liegt, welche das Öffnen der Schalter 10 und 13 verhältnismässig kurze Zeit nach ihrer jeweiligen Einschaltung, beispielsweise nach 2-3 Sekunden bewirkt. Anstelle einer elektronischen Verzögerungsschaltung kann natürlich ein Schalter mit mechanischer Ausschaltverzögerung verwendet werden.
Der durch die Einheiten 1-7 führende Zweig des Zündstromkreises 8 kann durch einen Notstromkreis 8a überbrückt werden, indem ein Notschalter 14 geschlossen worden ist. Die Bedingungen, unter welchen dieser Schalter betätigt werden darf, bedürfen hier keiner näheren Erläuterung.
Die Zeichnung zeigt die Schaltung im Ruhezustand bei offenem Zündschalter 9. Wird dieser Schalter mittels des Zündschlüssels geschlossen, so wird damit die Zündung noch nicht eingeschaltet, weil der Zündstromkreis 8 durch beide parallel liegende Schalter 10 und 11 unterbrochen ist. Durch Schliessen der Schalter 10 und 13 werden alle Leuchtanzeigen 1-7 wirksam. Verfügt die Bedienungsperson über die erforderliche Vigilanz, so wird sie augenblicklich feststellen, dass die Leuchtanzeige 2 flimmert und wird den Einschalter 2b durch Drücken der Taste 2a betätigen. Damit wird der Zündstromkreis über den Zündschalter 9, den Schalter 10 und die Schalter 1c, 2c, 2b und 3c-7c geschlossen, und das Fahrzeug kann gestartet werden.
Nach verhältnismässig kurzer Zeit wird der Schalter 10 automatisch geöffnet, womit der Zündstromkreis wieder unterbrochen würde. Eine Wiedereinschaltung ist jedoch jetzt möglich durch Betätigung des Schalters 11, durch welchen sofort wieder der Zündstrom zu fliessen beginnt und diesen Schalter mittels der Spule 12 eingeschaltet hält. Das Fahrzeug kann endgültig gestartet werden und der Zündstromkreis bleibt geschlossen, bis der Zündschlossschalter 9 geöffnet und damit der Selbsthalteschalter 11 zum Abfallen gebracht wird. Ist die Schaltung defekt, so kann der Notschalter 14 benützt werden, um das Fahrzeug in der üblichen Weise zu starten.
Beim Öffnen des Zündschlossschalters 9 fällt nicht nur der Selbsthalteschalter 12 ab, sondern es wird durch eine nicht dargestellte Automatik eine Umschaltung in dem Sinn vorgenommen, dass eine beliebige andere Leuchtanzeige mit dem erwähnten Generator verbunden wird, während die bisher flimmernde Leuchtanzeige 2 mit Gleichstrom gespiesen wird. Zugleich wird der Umschalter 2c in die Ruhestellung verbracht, während der der neu mit dem Generator verbundenen Leuchtanzeige zugeordnete Umschalter in die für den Umschalter 2c dargestellte Lage gebracht wird. Das Gerät ist damit für eine neue Prüfung vorbereitet, wobei es nichts nützt, sich eine bestimmte Stellung der flimmernden Leuchtanzeige merken zu wolien, weil es jedesmal erforderlich ist, den Einschalter an derjenigen Stelle zu betätigen, an welcher die flimmernde Leuchtanzeige sich befindet.
Kann das Flimmern nicht mehr festgestellt werden, was ein Zeichen dafür ist, dass die Vigilanz unter ein zulässiges Minimum zum Führen eines Fahrzeuges abgesunken ist, so könnte nur noch zufällig die richtige Taste zum Schliessen des Zündstromkreises betätigt werden. Es ist somit sehr unwahrscheinlich, dass trotz ungenügender Vigilanz das durch die dargestellte Einrichtung abgesicherte Fahrzeug benützt werden kann.
Wie oben erwähnt, kehrt das dargestellte Gerät je nach ungefähr 2-3 Sekunden in die dargestellte Ruhelage zurück, wenn es nicht gelingt, in dieser Zeit die flimmernde Leuchtanzeige zu ermitteln und den zugeordneten Einschalter zu betätigen und damit den Zündstromkreis zu schliessen. Es wäre somit möglich, in entsprechenden Abständen von 2-3 Sekunden, immer wieder zu versuchen, zufällig den richtigen Schalter zu betätigen, was innerhalb verhältnismässig kurzer Zeit dazu führen könnte, dass das Fahrzeug trotz mangelnder Vigilanz in Betrieb gesetzt werden kann. Um diese Möglichkeit auszuschliessen, könnte zusätzlich eine geeignete Sperrschaltung vorhanden sein, die jedesmal anspricht, wenn ein falscher Einschalter betätigt wird und das ganze Gerät während einer angemessenen Zeit von beispielsweise 15 Minuten ausser Betrieb setzt.
Eine Einschaltung des Gerätes durch Zufall müsste in diesem Falle im allgemeinen sehr lange Zeit in Anspruch nehemen, so dass ein unerlaubtes Einschalten gar nicht versucht würde.
Wenn eine solche Sperrschaltung vorgesehen ist, dann können die Einschalter lb-7b ausserdem als Geschicklichkeitsprüfgeräte ausgebildet sein, d. h. die Einschaltung würde beispielsweise einen längeren, genau vorgeschriebenen Einschaltweg erfordern. Bei herabgesetzter Vigilanz, insbesondere in betrunkenem Zustand wäre es allgemein nicht mehr möglich, den Schalter auf dem vorgeschriebenen Weg einzuschalten. Abweichungen von diesem vorgeschriebenen Einschaltweg würden durch Kontaktgabe die oben erwähnte Sperrvorrichtung zum Ansprechen bringen, wodurch weitere Versuche zum zufälligen Einschalten des Gerätes ausgeschlossen würden.
Die in der Zeichnung dargestellte ortsfeste Anordnung einer Reihe von Leuchtanzeigen und zugeordneter Schalter lb-7b und lc-7c bedingt verhältnismässig umständliche Hilfsmittel zur Umschaltung des Generators an verschiedene Leuchtanzeigen und die entsprechende Vorbereitung eines der Schalter c in die wirksame Stellung. Eine erhebliche schaltungstechnische Vereinfachung ist daher möglich, wenn die Leuchtanzeigen 1-7 und die zugeordneten Schalter zentralsymmetrisch auf einem drehbaren Träger angeordnet sind, der nach jeder Benützung des Gerätes um einen zufallbedingten Betrag verdreht wird, um die ständig mit dem Generator verbundene Leuchtanzeige in verschiedene, nicht zum voraus bestimmte Lagen zu bringen.
Die Zuführung der verschiedenen Stromkreise zu diesem drehbaren Träger kann über eine verhältnismässig geringe Anzahl von Schleifringen erfolgen.
Das in der Zeichnung schematisch dargestellte Gerät erlaubt mit verhältnismässig einfachen Mitteln, d. h.
einem einzigen Generator und einer flimmernden Leuchtanzeige eine zuverlässige Überprüfung der persönlichen Vigilanz in sehr kurzer Zeit. Das Gerät gestattet jedoch nicht eine Prüfung der wirklich vorhandenen Verschmelzungsfrequenz und somit Vigilanz, sondern es gestattet lediglich festzustellen, ob die Vigilanz unter oder über einem gewissen Minimum liege.
In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, mit einem ebenfalls verhältnismässig einfachen Gerät in kurzer Zeit die Verschmelzungsfrequenz und damit die Vigilanz einer bestimmten Person ermitteln zu können. Zu diesem Zweck kann mit Vorteil ein Gerät verwendet werden, das vorzugsweise vertikal übereinander eine grö ssere Anzahl von Leuchtanzeigen aufweist, die mit abgestufter, insbesondere nach oben ansteigender Frequenz flimmern. Die Abstufung kann auch in der Weise erfolgen, dass die höchste oder tiefste Frequenz oder Intensität z.B. in der Mitte liegt. Anhand diese Gerätes braucht nur mit einem Blick festgestellt zu werden, bis zu welcher Höhe, d. h. zu welcher Frequenz die flimmernden Anzeigen noch als flimmernd empfunden werden, womit der Betrachter über seine momentane Vigilanz orientiert ist.
Das Gerät arbeitet somit bedienungsfrei, was insofern einen besonderen Vorteil darstellt, als durch jede aktive körperliche Leistung einer Person deren Vigilanzgrad etwas erhöht wird.
Einer solchen Reihe von mit abgestuften Frequenzen flimmernden Leuchtanzeigen kann ebenfalls eine Schalttastatur ähnlich der in der Figur dargestellten zugeordnet werden. Die Schaltung kann so ausgebildet sein, dass entweder die Taste zu drücken ist, die der Leuchtanzeige zugeordnet ist, die mit der wahrgenommenen Flimmerfusionsfrequenz flimmert, oder alle Tasten zu drücken sind, die den flimmernd erscheinenden Leuchtanzeigen zugeordnet sind.
In allen Fällen kann durch eine entsprechende Schaltung aus der gedrückten Taste selbst oder aus der Zahl der gedrückten Tasten oder aber auch aus der Tatsache, dass die Schalter in der richtigen Reihenfolge der ansteigenden Frequenz betätigt worden sind, geschlossen werden, ob die Bedienungsperson über die erforderliche Vigilanz verfüge oder nicht und es kann in der oben beschriebenen Weise die Einschaltung eines Startstromkreises für ein Fahrzeug automatisch gestattet oder aber verhindert bzw. für einige Zeit gesperrt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes wird der Gedanke, die Prüfung der Vigilanz durch gleichzeitiges Darbieten mehrerer Leuchtanzeigen zu vereinfachen und zu beschleunigen, zur Ermittlung bzw. Aufnahme von Diagrammen angewendet. In diesem Gerät ist ein vollständiges Raster von Leuchtanzeigen vorhanden, welche in einer Koordinatenrichtung, beispielsweise in vertikaler Richtung mit zunehmender Frequenz flimmern und die in der anderen Koordinatenrichtung, beispielsweise in horizontaler Richtung, mit verschiedener Helligkeit leuchten.
Mit anderen Worten flimmern in diesem Raster von Leuchtanzeigen alle Leuchtanzeigen einer horizontalen Reihe mit gleicher Frequenz, wobei die Frequenz in übereinanderliegenden Reihen stufenweise zunimmt und alle Leuchtanzeigen, die in einer Reihe vertikal übereinanderliegen, leuchten mit gleicher Helligkeit, wobei die Helligkeit der Reihen in horizontaler Richtung stufenweise zu- oder abnimmt.
Alle in Frage kommenden Frequenzen kl... vl, sowie alle in Frage kommenden Intensitäten J... Jn werden also vermittels eines zweidimensionalen Lampenfeldes simultan dargeboten.
Vn,Jl Vn,J2 . . . vn,Jn v2,J1 v2,J2 v1,J1 vl,J2 . . Y1,Jn
Ein Beobachter nimmt dann seine jeweilige persönliche Flimmergrenze als Trennlinie zwischen einem flimmernd und einem nichtflimmernd erscheinenden Flächenteil innerhalb des Lampenfeldes wahr.
Die so erkannte Flimmergrenzlinie wird im allgemeinen nicht gerade, sondern in irgendeiner Form gekrümmt sein, so dass eine Entzerrung oder Normierung auf eine Basislinie zweckmässig sein kann. Wenn dem Beobachter die Flimmergrenzlinie (unter Standardbedingungen) etwa als Horizontale in der Mitte des Lampenfeldes erscheinen soll, so kann er die erforderliche Begradigung z.B. in der Weise vornehmen, dass er z.B. durch achsenparallel den Lampenreihen zugeordnete und entsprechend geschaltete Präzisionspotentiometer die Frequenzen vl ... y, bei einer bestimm ten Intensität J; um dv herauf- oder heruntersetzt.
Führt man alle Potentiometer zweifach, d. h. als Tandem-Potentiometer auf derselben Potentiometerachse aus, so sind die Verstellwerte der einzelnen Zweitpoteniometer nunmehr die objektive Basis für eine elektronische Datenerfassung des subjektiv Gesehenen.
Auf einer dem Lampenfeld vorgelagerten Glasscheibe oder einem mit durchsichtigem Papier bespannten Schirm kann der Betrachter seine wahrgenommene Grenzlinie auch unmittelbar aufzeichnen.
Nach Einnahme irgendeines Pharmakons, das die zentralnervöse Situation beeinflusst, oder nach Ausführung einer mit psychischer Ermüdung verbundenen Tätigkeit wird die Gestalt der Flimmergrenzlinie mit Einsetzen der Wirkung sich allmählich spektrumsartig verändern; die Transienten können vom Beobachter in zeitlichen Abständen nachgezeichnet werden.
Setzt man ein zweites korrespondierendes Lampenfeld neben das erste, so kann mit konventioneller Elektronik und Schaltungstechnik erreicht werden, dass durch das blosse Nachfahren mit einem Finger entlang der wahrgenommenen Flimmergrenzlinie, z. B. durch leichte Berührung einer unter jeder Lampe auf Feld 1 angebrachten Taste, diese als Linie derselben Form auf Feld 2 nunmehr stetig und objektiv sichtbar aufleuchtet.
Die Bedeutung eines solchen Gerätes zur Prüfung von Psycho-Pharmaka und zur quantitativen Erfassung von mit psychischer Ermüdung einhergehenden Leistungen und Tätigkeiten ist offensichtlich.
Device for checking vigilance by determining the frequency of merging and using it
It is known that the so-called merging frequency, i.e. H. the frequency of successively offered light stimuli that generate the perception of uninterrupted light, a measure of the general condition, in particular the ability to react or, generally speaking, the vigilance of a person. So far, this knowledge has generally only acquired scientific significance; H. Devices based on this knowledge for checking vigilance were only used for scientific investigations and also designed for such. The devices generally have an alternating voltage generator of adjustable frequency and an illuminated display that flickers with the set generator frequency.
By setting the generator frequency, it is then determined at which frequency the fusion takes place for the examined individual and the vigilance is deduced from the frequency achieved. This examination takes place with constant brightness of the indicator light. Usually, however, there are also means for changing the brightness, so that the dependence of the fusion frequency on the intensity can also be examined.
Such devices designed for scientific research are hardly suitable for general practical use. Even the simplest examinations, e.g. the determination of the fusion frequency at a certain brightness of the luminous display requires a considerable amount of time, on the order of minutes. However, it would be very desirable to have a device for checking vigilance on the theoretical basis known per se, for example for checking the fitness of vehicle drivers to drive or, more generally, for checking the suitability of people who expose themselves to a particular danger or who assume particular responsibility to use. One aim of the present invention is to provide such devices which are easy to use and allow the current state of people to be checked quickly.
Another aim is to simplify the scientific vigilance check.
The device according to the invention for checking the vigilance by determining the merging frequency is characterized by several simultaneously effective light displays, of which at least one has periodically fluctuating brightness, as well as means for setting any frequency of the brightness fluctuation lying in the merging frequency range. In the case of a simple test device, for example for vehicle drivers, in addition to any number of continuously illuminated displays or continuously appearing displays, there may be a single illuminated display whose brightness fluctuations are set to an individually determined lower limit merging frequency for which the person concerned still has sufficient vigilance, for example for driving an automobile.
In this case, it is sufficient to find out from the number of available light indicators which light indicator flickers in order to pass the test. According to a preferred use of the device according to the invention, manual switches are assigned to the illuminated displays, which are located in a monitoring circuit which interrupts or keeps open the starting circuit of a vehicle in the event of incorrect switching. So it is very easy to combine a quick control of the personal vigilance with an automatic monitoring of a starting circuit and thus to enable an effective control of the driving ability.
On the other hand, the arrangement of a large number of illuminated displays also offers the possibility of grading a series of illuminated displays with regard to the frequency at a suitably preselected brightness or with regard to the brightness at a suitably preselected frequency or, in a two-dimensional design, a grid of illuminated displays in a coordinate direction with respect to the frequency and in the other coordinate direction with respect to the brightness, which greatly simplifies the recording of diagrams on the dependence of the fusion frequency on the brightness of the illuminated display.
Such devices can be used with advantage for the rapid determination of the personal fusion frequency of people who want or need to acquire a simple test device of the type mentioned above, for example for their automobile.
In the following, an exemplary embodiment of the test device according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing which shows the circuit diagram. The device has a number of indicator lights 1-7. This number is chosen arbitrarily and can be arbitrarily higher or lower. Each illuminated display is assigned a switch button la-7a, which is used to actuate a switch 1S7b. The on-switches 1b-7b are locked in a manner known per se in such a way that only one of these switches can be switched on at a time, that is, each switch switched on earlier is thrown into the rest position shown when another switch is switched on. A changeover switch LC-7c is also assigned to each illuminated display.
In the rest position shown for the changeover switches 1c and 3c-7c, the changeover switches 1c-7c are in series in an ignition circuit 8 of an automobile. This ignition circuit 8 is switched on in the usual way by means of the schematically indicated ignition lock or
the usual ignition switch 9.
One of the illuminated displays 1-7, in the present case the illuminated display 2, is fed by a generator which can oscillate at an adjustable frequency in the practically occurring fusion frequency range of, for example, 20-80 Hertz.
Such displays are referred to as flickering displays in the following description, regardless of whether they are perceived as flickering in the particular case or not. The illuminated display 2 thus flickers, which is indicated in the drawing by cross-hatching. All other illuminated displays are operated with direct current and therefore do not flicker. The frequency of the luminous display 2 is set to the above-mentioned lower limit merging frequency of the person to whom the test device is assigned, i.e. H. this person will still be able to clearly detect a flickering of the illuminated display 2 as long as their vigilance is still sufficient for a certain activity, in the present case driving the automobile.
The changeover switch 2c assigned to the flickering illuminated display 2 is not in the idle state, but in the standby state shown, in which it interrupts the ignition circuit 8. In this case, it is connected to the on-switch 2b of the unit 2 and in this way prepares a circuit which can be closed by actuating the on-switch 2b.
In the starting circuit 8 there is a switch 10 which can be switched on by means of a switch button 10 '.
In parallel with the switch 10, there is a switch 11 with a self-holding winding 12 in the switch circuit. With the switch 10, a switch 13 is actuated, which is in the circuit of an electronic delay circuit, not shown, which causes the switches 10 and 13 to open a relatively short time after they are switched on, for example after 2-3 seconds. Instead of an electronic delay circuit, a switch with a mechanical switch-off delay can of course be used.
The branch of the ignition circuit 8 leading through the units 1-7 can be bridged by an emergency circuit 8a in that an emergency switch 14 has been closed. The conditions under which this switch may be operated do not require any further explanation here.
The drawing shows the circuit in the idle state with the ignition switch 9 open. If this switch is closed by means of the ignition key, the ignition is not yet switched on because the ignition circuit 8 is interrupted by both switches 10 and 11 lying in parallel. By closing switches 10 and 13, all of the indicator lights 1-7 become effective. If the operator has the necessary vigilance, he will immediately notice that the illuminated display 2 is flickering and will actuate the on switch 2b by pressing the button 2a. This closes the ignition circuit via the ignition switch 9, the switch 10 and the switches 1c, 2c, 2b and 3c-7c, and the vehicle can be started.
After a relatively short time, the switch 10 is automatically opened, which would interrupt the ignition circuit again. A restart is now possible, however, by actuating the switch 11, through which the ignition current immediately begins to flow again and keeps this switch switched on by means of the coil 12. The vehicle can finally be started and the ignition circuit remains closed until the ignition lock switch 9 is opened and thus the self-holding switch 11 is made to drop out. If the circuit is defective, the emergency switch 14 can be used to start the vehicle in the usual way.
When the ignition switch 9 is opened, not only does the self-holding switch 12 drop, but a switchover is made by an automatic system (not shown) in the sense that any other light indicator is connected to the generator mentioned, while the previously flickering light indicator 2 is supplied with direct current . At the same time, the changeover switch 2c is brought into the rest position, while the changeover switch assigned to the illuminated display newly connected to the generator is brought into the position shown for the changeover switch 2c. The device is thus prepared for a new test, and there is no point in trying to memorize a certain position of the flickering indicator light because it is necessary each time to press the on-switch at the point where the flickering indicator light is located.
If the flickering can no longer be detected, which is a sign that the vigilance has fallen below a permissible minimum for driving a vehicle, the correct key to close the ignition circuit could only be operated by chance. It is therefore very unlikely that the vehicle secured by the device shown can be used despite insufficient vigilance.
As mentioned above, the device shown returns to the shown idle position after about 2-3 seconds if it is not possible to determine the flickering light display during this time and to operate the associated on-switch and thus close the ignition circuit. It would thus be possible to try again and again at corresponding intervals of 2-3 seconds to accidentally actuate the correct switch, which within a relatively short time could lead to the vehicle being able to be put into operation despite insufficient vigilance. In order to rule out this possibility, a suitable blocking circuit could also be present, which responds every time a wrong switch is actuated and puts the entire device out of operation for a reasonable time of, for example, 15 minutes.
Switching on the device by chance would in this case generally have to take a very long time so that unauthorized switching on would not even be attempted.
If such a blocking circuit is provided, then the on / off switches 1b-7b can also be designed as skill testing devices, i. H. Switching on would, for example, require a longer, precisely prescribed switch-on path. With reduced vigilance, especially in a drunk state, it would generally no longer be possible to turn the switch on in the prescribed way. Deviations from this prescribed switch-on path would cause the above-mentioned locking device to respond by making contact, which would preclude further attempts to accidentally switch on the device.
The stationary arrangement of a number of light indicators and associated switches lb-7b and lc-7c shown in the drawing requires relatively cumbersome aids for switching the generator to various light indicators and the corresponding preparation of one of the switches c in the effective position. A considerable simplification of the circuitry is therefore possible if the light indicators 1-7 and the associated switches are arranged centrally symmetrically on a rotatable support that is rotated by a random amount after each use of the device to convert the light indicator, which is constantly connected to the generator, into different, not to bring predetermined positions.
The supply of the various circuits to this rotatable carrier can take place via a relatively small number of slip rings.
The device shown schematically in the drawing allows with relatively simple means, d. H.
a single generator and a flickering indicator light provide a reliable check of personal vigilance in a very short time. However, the device does not allow a check of the actually existing merger frequency and thus vigilance, but it only allows to determine whether the vigilance is below or above a certain minimum.
In many cases, however, it is desirable to be able to determine the merging frequency and thus the vigilance of a specific person in a short time using a relatively simple device. For this purpose, a device can be used with advantage, which preferably has a larger number of luminous displays vertically one above the other, which flicker at a graduated, in particular upwardly increasing frequency. The gradation can also be done in such a way that the highest or lowest frequency or intensity e.g. lies in the middle. With the aid of this device it is only necessary to determine at a glance up to what height, i.e. H. The frequency at which the flickering displays are still perceived as flickering, with which the viewer is oriented about his current vigilance.
The device thus works without operator control, which is a particular advantage in that every active physical performance of a person increases their degree of vigilance somewhat.
A switch keyboard similar to that shown in the figure can also be assigned to such a series of luminous displays flickering with graduated frequencies. The circuit can be designed in such a way that either the key is to be pressed which is assigned to the illuminated display, which flickers with the perceived flicker fusion frequency, or all keys are to be pressed, which are assigned to the flickering illuminated displays.
In all cases, by means of an appropriate circuit from the pressed key itself or from the number of pressed keys or from the fact that the switches have been operated in the correct order of the increasing frequency, it can be concluded whether the operator has the required Vigilance available or not and the switching on of a starting circuit for a vehicle can be automatically permitted or prevented or blocked for some time in the manner described above.
In a further embodiment of the device according to the invention, the idea of simplifying and accelerating the checking of the vigilance by simultaneously presenting several illuminated displays is used to determine or record diagrams. In this device there is a complete grid of illuminated displays which flicker in one coordinate direction, for example in the vertical direction with increasing frequency, and which light up with different brightness in the other coordinate direction, for example in the horizontal direction.
In other words, in this grid of illuminated displays, all illuminated displays of a horizontal row flicker with the same frequency, the frequency increasing in steps in superimposed rows and all illuminated displays that are vertically superposed in a row light up with the same brightness, the brightness of the rows in the horizontal direction gradually increases or decreases.
All relevant frequencies kl ... vl, as well as all relevant intensities J ... Jn are thus presented simultaneously by means of a two-dimensional lamp field.
Vn, Jl Vn, J2. . . vn, Jn v2, J1 v2, J2 v1, J1 vl, J2. . Y1, Jn
An observer then perceives his or her personal flicker limit as a dividing line between a flickering and a non-flickering area part within the lamp field.
The flicker boundary line recognized in this way is generally not straight, but rather curved in some form, so that rectification or normalization to a baseline can be expedient. If the flicker boundary line (under standard conditions) should appear to the observer as a horizontal line in the middle of the lamp field, he can do the necessary straightening, e.g. in such a way that it e.g. the frequencies vl ... y, at a certain th intensity J, by means of the parallel axis of the rows of lamps and correspondingly switched precision potentiometers; increased or decreased by dv.
If you run all potentiometers twice, i.e. H. as a tandem potentiometer on the same potentiometer axis, the adjustment values of the individual second potentiometers are now the objective basis for electronic data acquisition of the subjectively seen.
The viewer can also directly record his perceived boundary line on a pane of glass in front of the lamp field or on a screen covered with transparent paper.
After taking any drug that affects the central nervous situation, or after performing an activity associated with mental fatigue, the shape of the ciliated borderline will gradually change in a spectrum-like manner with the onset of the effect; the transients can be traced by the observer at time intervals.
If you put a second corresponding lamp field next to the first, you can use conventional electronics and circuit technology to achieve that by simply tracing with a finger along the perceived flicker boundary line, e.g. B. by lightly touching a button placed under each lamp on field 1, this now lights up continuously and objectively visible as a line of the same shape on field 2.
The importance of such a device for testing psychopharmaceuticals and for the quantitative recording of performances and activities associated with mental fatigue is obvious.